Este mes de noviembre de 2015 se cumplen cien años de la publicación de las ecuaciones de la Relatividad General, la teoría que Albert Einstein desarrolló para describir la gravedad. Al igual que la teoría de la gravitación de Newton, la Relatividad General permite explicar cómo caen las manzanas de los árboles o cómo se mueve la Luna alrededor de la Tierra. Sin embargo, la Relatividad General va mucho más allá y esto ha permitido que en los últimos cien años nuestra comprensión del Universo haya cambiado radicalmente.

La teoría llegó con varias predicciones importantes que se verificaron rápidamente. Por una parte, consiguió justificar con elegancia ciertas anomalías observadas en la órbita de Mercurio. Por otra, predecía que la luz debería sentir los efectos de la gravedad, por lo que los rayos procedentes de estrellas lejanas deberían curvarse al pasar cerca del Sol. La verificación observacional de estos hechos convirtió rápidamente a Einstein en una figura conocida tanto en el ámbito científico como fuera de él.

No obstante, la Relatividad General traía implicaciones de mucho mayor calado. Al interpretar la gravitación como un fenómeno geométrico se abre la posibilidad de describir la estructura y evolución del Universo como un todo, a través de entidades matemáticamente bien definidas. Explotando esta idea, la observación minuciosa de la distribución de galaxias a grandes escalas y de la radiación electromagnética que nos rodea nos ha permitido comprender que nuestro universo tuvo un origen violento, el Big Bang, que ocurrió hace unos 13.800 millones de años. Además, la teoría nos ayuda a entender cómo se formaron las estrellas, las galaxias y todas las estructuras que vemos en el cosmos, y no sólo eso: para ser coherente con las observaciones la Relatividad General exige que el universo esté lleno de unas fuentes de materia y energía cuya naturaleza, a día de hoy, desconocemos. Las llamamos, a la espera de aprender más sobre ellas, materia oscura y energía oscura. Esta predicción impulsa toda una serie de novedosos y complejos experimentos que pretenden investigar desde varios frentes el carácter de estas nuevas formas de materia y energía. El IFIC participa activamente en estas búsquedas, por ejemplo a través de los experimentos que buscan las esquivas partículas que forman la materia oscura.

La existencia de agujeros negros es otra de las predicciones de mayor impacto de la Relatividad General. Aunque hasta la década de 1960 estas soluciones de la teoría no fueron tomadas muy en serio, el descubrimiento de objetos compactos como las estrellas de neutrones obligó a reconsiderar su realidad física y hoy en día es inevitable admitir su presencia en las regiones centrales de muchas galaxias y como compañeros de algunas estrellas, formando sistemas binarios. Por otra parte, las implicaciones de la existencia de agujeros negros para la teoría cuántica son tan desconcertantes que han impulsado el desarrollo de teorías cuánticas de la gravedad, como la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de lazos. Todas ellas usan la física de los agujeros negros como banco de pruebas para verificar su consistencia. Quizá la detección de las elusivas ondas gravitatorias, únicas portadoras de información esencial sobre el universo primitivo y sobre sus fenómenos más violentos, abra nuevas ventanas al cosmos que nos permitan despejar algunas de las incógnitas a las que nos enfrentamos.

Gran parte de la física más brillante del siglo XXI surge y se alimenta de la llama prendida por la mano de Einstein hace exactamente cien años. Aunque la teoría se enfrenta a grandes retos merced a las mejoras técnicas y experimentales de las últimas décadas, sigue manteniéndose firme y válida como el primer día. La Relatividad General, como pocas otras teorías físicas, prueba que la intuición seguida de un trabajo minucioso puede dar lugar a revoluciones cuyos ecos siguen escuchándose un siglo después.

Los artículos originales de Einstein pueden consultarse online en su versión original y traducidos al inglés en la página del proyecto The Collected Papers of Albert Einstein:

"The Field Equations of Gravitation", A. Einstein. Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte,1915 (2. Teil), 844–847

"Explanation of the Perihelion Motion of Mercury from the General Theory of Relativity", A. Einstein. Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte,1915 (2. Teil), 831–839